JP2004046973A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】片持支持構造であっても、簡単な構成で、タンジェンシャル方向などにおけるチルトの発生を防ぎ、安定性に優れた対物レンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズ保持部材2におけるトラッキング方向の両側に、前後上下で離れた位置にワイヤ3の一端を固定する取付部10a〜10dを設け、ワイヤ3の他端を固定部材5において固定して、レンズ保持部材2のワイヤ取付位置と固定部材5のワイヤ取付位置間の距離を、光ディスク設置側(図における上方)と反対側とにおいて異ならせ、上方に設置されたワイヤ3の両取付位置間における長さaを、下方に設置されたワイヤ3の両取付位置間における長さb(b<a)よりも長くする支持構造にする。このような支持構造にしたことにより、単純な片持支持構造に比べて、レンズ保持部材2の水平状態を維持でき、かつ安定する。
【選択図】  図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの情報媒体に対して光学的に情報の記録/再生を行うために、記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズをトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するためのアクチュエータを備えた対物レンズ駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の対物レンズ駆動装置においては、特開平7−29194号公報,特開平9−106550号公報,特開平11−161983号公報に示されるように、多くの発明が提案され実施されており、各種の構造的特徴を具備するものが存在するが、基本的に対物レンズ保持部材がワイヤなどからなる弾性保持部材によって片持支持されている構造が一般的なものである。
【0003】
具体的には、図19に示すような構造のものであって、1は記録媒体である光ディスク(図示せず)に対して光ビームを集光する対物レンズ、2は対物レンズ1を保持するレンズ保持部材、3は、レンズ保持部材2を、トラッキング方向とフォーカシング方向の少なくとも2方向に移動可能に、上下2段(本例では計4本)が互に平行に延在することで保持する導線材からなるワイヤ、4は各ワイヤ3の一端を固定するレンズ保持部材2の両側部に設けられた取付部、5は各ワイヤ3の他端を固定する固定部材、6は、レンズ保持部材2に固定された磁石7と、フォーカス駆動コイルとトラッキング駆動コイルの駆動コイル8とからなる電磁駆動構造をなし、対物レンズ1をトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するアクチュエータである。
【0004】
レンズ保持部材2は、4本のワイヤ3によって片持支持され、各ワイヤ3がアクチュエータ6、すなわち駆動コイル8への通電を行う給電部材として用いられている。そして、アクチュエータ6に電源が投入されると、レンズ保持部材2がアクチュエータ6によりトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動され、これによって、レンズ保持部材2に保持されている対物レンズ1をトラッキング駆動,フォーカシング駆動するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図19に示すような従来の一般的な対物レンズ駆動装置は、レンズ保持部材2が4本のワイヤ3によって片持支持され、レンズ保持部材2側に荷重が加わる構造であるため、対物レンズ1は平行状態を保ち難い構造になっている。
【0006】
また、図19に示す対物レンズ駆動装置では、レンズ保持部材2の両側中央部をワイヤ3で支持し、重心付近で集中してレンズ保持部材2を受け止めるようになっているため、レンズ保持部材2にタンジェンシャル方向のチルトが発生し易いなど、安定性に欠けるという問題がある。
【0007】
前記特開平7−29194号公報,特開平9−106550号公報,特開平11−161983号公報に示される発明においては、別の解決課題に対応しているが、前記問題を解決するものではない。
【0008】
本発明の目的は、前記従来の問題を解決し、片持支持構造であっても、簡単な構成で、タンジェンシャル方向などにおけるチルトの発生を防ぎ、安定性に優れた対物レンズ駆動装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、対物レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材をトラッキング方向とフォーカシング方向の少なくとも2方向に移動可能に2段平行に保持する弾性保持部材と、前記レンズ保持部材をトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するアクチュエータとを備えた対物レンズ駆動装置において、前記各弾性保持部材の一端を前記レンズ保持部材の取付位置に固定し、かつ他端を前記レンズ保持部材に対向設置された固定部材の取付位置に固定し、前記レンズ保持部材の取付位置と前記固定部材の取付位置間の距離を、前記記録媒体設置側と反対側とにおいて異ならせることにより、前記両取付位置間における前記弾性保持部材の長さを異ならせたことを特徴とし、この構成によって、弾性保持部材の取付位置間における弾性保持部材の長さを調整することで対物レンズが平行状態になるように保持することができる片持支持が可能になり、よって、タンジェンシャルチルトの発生を抑制することができ、対物レンズの姿勢を安定化させることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、対物レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材をトラッキング方向とフォーカシング方向の少なくとも2方向に移動可能に2段平行に保持する弾性保持部材と、前記対物レンズをトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するアクチュエータとを備えた対物レンズ駆動装置において、前記各弾性保持部材の一端を前記レンズ保持部材の取付位置に固定し、かつ他端を前記レンズ保持部材に対向設置された固定部材の取付位置に固定し、前記レンズ保持部材の取付位置と前記固定部材の取付位置間の距離を、前記レンズ保持部材におけるトラッキング方向の対向面において異ならせることにより、前記両取付位置間における前記弾性保持部材の長さを異ならせたことを特徴とし、この構成によって、縦置きした場合でも、弾性保持部材の取付位置間における弾性保持部材の長さを調整することで対物レンズが平行状態になるように保持することができる片持支持が可能になり、よって、タンジェンシャルチルトの発生を抑制することができ、対物レンズの姿勢を安定化させることができ、対物レンズの位置や姿勢がずれることを防ぐことができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、レンズ保持部材の取付位置と固定部材の取付位置間の距離が短い部位に設けられる弾性保持部材の一部に曲折部を形成したことを特徴とし、この構成によって、取付位置の異なる弾性保持部材のばねバランスを調整することができる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、長さの違いによって弾性保持部材の材質を違えることを特徴とし、この構成によって、複雑な加工を必要とせずに、長さの異なる弾性保持部材のばねバランスを調整することができる。
【0013】
請求項5に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、長さの違いによって弾性保持部材の断面形状あるいは大きさを違えることを特徴とし、この構成によって、長さの異なる弾性保持部材のばねバランスを調整することができる。
【0014】
請求項6に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、長さの違いによって弾性保持部材の設置本数を違えることを特徴とし、この構成によって、前記と同様なバランス調整を行うことができ、また弾性保持部材を給電路として用いる場合には、給電路を増やすことが可能になる。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、長さの違いによって弾性保持部材の取付角度を違えることを特徴とし、この構成によって、弾性保持部材の取り付けを斜めにすることにより、材質あるいは線径を変えるだけでは調整できなかったバランス調整を行うことができる。
【0016】
請求項8に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、長い弾性保持部材の線膨張係数を短い弾性保持部材の線膨張係数より小さく設定することを特徴とし、この構成によって、環境の温度変化による対物レンズの傾きを防止または抑制することができる。
【0017】
請求項9に記載の発明は、請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置において、短い弾性保持部材を取り付ける部位に、該弾性保持部材の長手方向に撓む可撓部を設けたことを特徴とし、この構成によって、弾性保持部材の長さの違いによるジッタ量の違いにて発生する対物レンズの傾きを防止または抑制することができる。
【0018】
請求項10に記載の発明は、請求項1記載の対物レンズ駆動装置は、レンズ保持部材における長い弾性保持部材の取付位置の下方でかつ短い弾性保持部材の延長線上の部位に、光ビームの光路を設定することを特徴とし、この構成によって、レンズ保持部材における光路のためのスペースを無理と無駄なく、有効に使用することができ、装置全体の薄型化を図ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図19にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。また、図19で説明したムービングマグネット方式の電磁駆動構造をなすアクチュエータを本実施形態においても採用するので、アクチュエータ部分の図示は省略している。ただし、以下に説明する実施形態において、アクチュエータとしてムービングコイル方式の電磁駆動構造を採用することも可能である。
【0020】
図1は本発明の実施形態1を説明するための斜視図である。従来、対物レンズ1を保持するレンズ保持部材2は、図19に示すように、4本のワイヤ3によって保持されているが、重心付近で集中して受け止められているようになっているため、レンズ保持部材2に意図しないタンジェンシャルチルトが発生するなど、安定性に問題があった。
【0021】
そこで実施形態1では、対物レンズ1の光軸Lに対して前側(図では左側)と後側(図では右側)において弾性保持部材であるワイヤ3を、レンズ保持部材2における異なった位置で保持するようにしている。
【0022】
図1では、レンズ保持部材2におけるトラッキング方向の両側に、前後上下で離れた位置にワイヤ3の一端を固定する取付部10a,10b,10c,10d(ただし、10dはレンズ保持部材2の裏側に設置されるため図には表れない)を設け、ワイヤ3の他端を固定部材5において固定して、レンズ保持部材2のワイヤ取付位置と固定部材5のワイヤ取付位置間の距離を、光ディスク設置側(図における上方)と反対側とにおいて異ならせ、上方に設置されたワイヤ3の両取付位置間における長さaを、下方に設置されたワイヤ3の両取付位置間における長さb(b<a)よりも長くする支持構造にしている。このような支持構造にすることにより、単純な片持支持構造に比べて、レンズ保持部材2の水平状態を維持し安定するようにしている。
【0023】
すなわち、図2に示す支持の説明図(従来例に相当する)のように、三角形で示す支持支点が中心付近に集中するよりも、図3に示す支持の説明図(本実施形態に相当する)のように、支持支点が離れた位置にある状態で支持した方が安定性が向上する。
【0024】
また、図4に示すように、対物レンズ1がレンズ保持部材2における中心に設置されない構成のものに適用しても同様な効果が得られる。
【0025】
図5は本発明の実施形態2を説明するための斜視図であって、実施形態2では、レンズ保持部材2におけるトラッキング方向の対向面において、前後に離れた位置にワイヤ3の一端を固定する取付部11a,11bを設け、ワイヤ3の他端を固定部材5において固定して、レンズ保持部材2のワイヤ取付位置と固定部材5のワイヤ取付位置間の距離を、光ディスク設置側(図における上方)と反対側とにおいて異ならせ、これを縦置きにした場合、上方(または下方)に設置されることになる一対のワイヤ3の両取付位置間における長さaを、下方(または上方)に設置されたワイヤ3の両取付位置間における長さb(b<a)よりも長くする支持構造にしている。このような支持構造にすることにより、実施形態1と同様に単純な片持支持構造に比べて、レンズ保持部材2の水平状態が維持されて安定する。
【0026】
ここで、前記実施形態では、固定部材5とレンズ保持部材2間のワイヤ取付距離が異なるため、ワイヤ3の長さが違ってしまう。そのため、長さの異なるワイヤ3ではばね強さが違って、対物レンズ1、すなわちレンズ保持部材2を駆動させるときに、対物レンズ1が平行移動しなくなるおそれがある。そこで、各ワイヤ3のばね強さを等しくすることが望ましい。
【0027】
図6は本発明の実施形態3を説明するための斜視図であって、実施形態3では、各ワイヤ3のばね定数を調整するため、取付位置間の距離が短い側のワイヤ3を折り曲げた形状に加工して、ばねとしての有効長さが全てのワイヤ3において等しくなるようにしている。
【0028】
図7に示す実施形態3の平面状態の説明図のように、取付位置間の距離が長い側のワイヤ3の長さをc、取付位置間の距離が短く、折り曲げた状態のワイヤ3の各部の長さが、それぞれc1,c2,c3であるとすると、c1+c2+c3の和が前記cと等しければ、各ワイヤ3は、略等しいばね定数になることになる。さらに正確にばね定数を揃えようとするとするならば、折り曲げ部における捩れ力量,曲げ力量、あるいは折り曲げ加工を施した場合は加工硬化も考慮する必要がある。
【0029】
また、ワイヤ3の材質が変わると、その材料に固有な値である縦弾性係数が変わるため、ワイヤ3のばね定数を変えることができる。すなわち、板ばねのばね定数(先端荷重の場合)は、弾性係数に比例し、ばね長さの3乗に反比例するため、ワイヤ3の長さ比によって弾性係数の比が決まることになるため、ワイヤ3の長さが異なったとしても、先端荷重で同じばね定数にすることができる。
【0030】
また、材質が同じで先端荷重の断面形状が円形の片持ち支持梁の場合、ばね定数は、梁の長さの3乗に反比例、かつ直径の4乗に比例する。すなわち、長さ比の4分の3乗の径があれば、ばね定数が等しくなることになる。これを考慮することにより、ワイヤ3の長さが異なってもばね定数を等しくすることができる。さらに、ワイヤ3の断面形状が円形でなくても、断面形状ごとに断面2次モーメントを演算してワイヤの寸法を調整すれば、ワイヤ3の長さが異なってもばね定数を揃えることができる。
【0031】
また、ワイヤの断面形状あるいは材質が同じであれば、ばね定数は本数に比例する。例えば、長いワイヤと短いワイヤとの長さ比が仮に1.26であれば、長い側ワイヤの本数を、図8,図9に示す実施形態4のように、2倍にすることによってばね定数を調整することができる。この場合、線材あるいは線径の異なる複数種類の材料を揃える必要がなくなる。また線材や線径を変えて、ばね定数を調整する方法と組み合わせることも考えられる。
【0032】
CD−ROM,CD−R,CD−RWなどのCD系ディスクに対する記録/再生用の対物レンズ駆動装置では必要なかったが、DVD系ディスクの記録/再生用の対物レンズ駆動装置ではチルト制御を行うものもあり、そのためCD系ディスク用ではトラッキングおよびフォーカシングのために左右2対のワイヤを通電用の導線として設ければよかったものが、DVD系ディスク用ではチルト制御が加わるため、それに対応して左右3対以上のワイヤ(導線)を確保する必要があり、この場合には図8,図9に示す例のように、ワイヤ本数を変更することが可能なことは有効である。
【0033】
図10は本発明の実施形態5を説明するための斜視図であって、実施形態5は、前記の線径あるいは線材の組み合わせで調整しきれない場合に対応することができるものであり、図10に示すように、固定部材5とレンズ保持部材2間のワイヤ取付位置が長い方の部位に設けられるワイヤ3を短いワイヤ3の取付位置に対して斜めに角度θを持って取り付ける。このように、長いワイヤ3を斜めに取り付けることにより、ワイヤ3のばね剛性が向上する。またラジアルチルトを抑制する効果もある。なお、実施形態5において、前記のようにワイヤ3における断面形状の寸法、あるいは、ばね材を違える方法などと組み合わせて実施することも考えられる。
【0034】
また、本実施形態の対物レンズ駆動装置が搭載される光ピックアップは、光源であるレーザダイオードなどの発熱部品が共にキャリッジ内に設けられるため、光ピックアップの温度上昇によってレンズ保持部材2を保持するワイヤ3が伸びる現象が生じる。この場合、短いワイヤと長いワイヤの線膨張係数が同じであると、長い方のワイヤの伸び量が大きいので、レンズ保持部材2が傾いてしまう。この傾きの発生を防ぐために、長いワイヤの材料における線膨張係数が短いワイヤの材料における線膨張係数よりも小さくなるように材料を選択して使用するようにする。
【0035】
理想的には、ワイヤ長さの比に反比例した線膨張係数の比であれば、温度変化があっても対物レンズ(対物レンズ保持部材)は傾かない。さらに、線膨張係数でワイヤの材質を選択し、前述したように、ばね定数を、ワイヤ線の断面形状あるいは大きさ,取り付け角度などを変えることで調整することが望ましい。
【0036】
ところで、レンズ保持部材2を保持するワイヤ3がトラッキング方向またはフォーカシング方向に移動することにより、対物レンズ1がジッタ方向に移動してしまう。図11に示すように、Δyをフォーカシングとトラッキングによるワイヤ移動量とし、またΔxを対物レンズのジッタとした場合、図12では、ワイヤ長さ別にΔyとΔxの関係を示しており、wはwの半分のワイヤ長さのもの
である。
【0037】
対物レンズ1がトラッキング方向またはフォーカシング方向に同じ量移動したとしても、ワイヤ3の長さが異なるので、それに伴って発生するジッタ量が異なり(ワイヤが短いと、ジッタ方向への移動量が大きい)、対物レンズ1が傾いてしまう。そこで、本発明の実施形態6では、図13に示すように、レンズ保持部材2における短い方のワイヤ3を取り付ける取付部10cに、ワイヤ3の長手方向に撓むことのできる可撓性部材12を設けている。このようにすることにより、長いワイヤと短いワイヤとにおいて、ジッタ方向の移動量の差が発生した場合は、図14に示すように、可撓性部材12がジッタ方向に倒れるようになることによって、ジッタ量の違いを補うことができる。
【0038】
なお、図13に示すように、レンズ保持部材2に薄肉の可撓性部材12を設けるのではなく、図15に示すように、ワイヤ3の一部3aを曲げるようにしても同じ効果がある。また、図16に示すように、固定部材5におけるワイヤ3の他端を固定する部位を、可撓性を有する弾性片13として形成することも考えられる。
【0039】
図17は本発明の実施形態7を説明するための斜視図であり、この実施形態7では、上側(対物レンズ1の光軸方向においてディスク設置側に近い側)の長いワイヤ3の下方で、かつ下側の短いワイヤ3の延長線上のレンズ保持部材2に切欠部分14を形成し、レーザビームLBのディスクに対する照射光とディスクからの反射光とが通過するように光路を設定している。このようにすることにより、4本のワイヤの長さが同じて揃っている場合に較べ、対物レンズ1の光軸方向に薄型化を図ることができる。なお、図中の15は偏向ミラーである。
【0040】
なお、図17に示すように、ワイヤ3の架設方向に対して直交する方向からレーザビームLBが入射するように設定するだけではなく、図18に示すように、短いワイヤ3の取付位置によっては、斜め方向からレーザビームLBを入射するように切欠部分14を形成して、光路を設定することも考えられる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、取付位置間における弾性保持部材の長さを調整することで対物レンズが平行状態になるように保持することができる片持支持が可能になり、よって、タンジェンシャルチルトの発生を抑制することができ、対物レンズの姿勢を安定化させることができるなど、簡単な構成で、安定性に優れた対物レンズ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を説明するための斜視図
【図2】本実施形態と比較例における支持の説明図
【図3】本実施形態における支持の説明図
【図4】本発明の実施形態1の変形例を示す斜視図
【図5】本発明の実施形態2を説明するための斜視図
【図6】本発明の実施形態3を説明するための斜視図
【図7】本発明の実施形態3の平面状態の説明図
【図8】本発明の実施形態4を説明するための斜視図
【図9】本発明の実施形態4の変形例を示す斜視図
【図10】本発明の実施形態5を説明するための斜視図
【図11】ワイヤ移動量とジッタ量との説明図
【図12】ワイヤ移動量とジッタ量とのワイヤ長さ別の関係図
【図13】本発明の実施形態6を説明するための斜視図
【図14】本発明の実施形態6の動作状態の説明図
【図15】本発明の実施形態6の変形例を示す斜視図
【図16】本発明の実施形態6の変形例を示す斜視図
【図17】本発明の実施形態7を説明するための斜視図
【図18】本発明の実施形態7の変形例を示す斜視図
【図19】従来の一般的な対物レンズ駆動装置の斜視図
【符号の説明】
1 対物レンズ
2 レンズ保持部材
3 ワイヤ
4 取付部
5 固定部材
6 アクチュエータ
7 磁石
8 駆動コイル
10a〜10d 取付部
11a,11b 取付部
12 可撓性部材
13 弾性片
14 切欠部分
15 偏向ミラー

Claims (10)

  1. 記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、対物レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材をトラッキング方向とフォーカシング方向の少なくとも2方向に移動可能に2段平行に保持する弾性保持部材と、前記レンズ保持部材をトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するアクチュエータとを備えた対物レンズ駆動装置において、
    前記各弾性保持部材の一端を前記レンズ保持部材の取付位置に固定し、かつ他端を前記レンズ保持部材に対向設置された固定部材の取付位置に固定し、前記レンズ保持部材の取付位置と前記固定部材の取付位置間の距離を、前記記録媒体設置側と反対側とにおいて異ならせることにより、前記両取付位置間における前記弾性保持部材の長さを異ならせたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
  2. 記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、対物レンズを保持するレンズ保持部材と、該レンズ保持部材をトラッキング方向とフォーカシング方向の少なくとも2方向に移動可能に2段平行に保持する弾性保持部材と、前記レンズ保持部材をトラッキング方向,フォーカシング方向に駆動するアクチュエータとを備えた対物レンズ駆動装置において、
    前記各弾性保持部材の一端を前記レンズ保持部材の取付位置に固定し、かつ他端を前記レンズ保持部材に対向設置された固定部材の取付位置に固定し、前記レンズ保持部材の取付位置と前記固定部材の取付位置間の距離を、前記レンズ保持部材におけるトラッキング方向の対向面において異ならせることにより、前記両取付位置間における前記弾性保持部材の長さを異ならせたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
  3. 前記レンズ保持部材の取付位置と前記固定部材の取付位置間の距離が短い部位に設けられる前記弾性保持部材の一部に曲折部を形成したことを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  4. 前記各弾性保持部材において、長さの違いによって弾性保持部材の材質を違えることを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  5. 前記各弾性保持部材において、長さの違いによって弾性保持部材の断面形状あるいは大きさを違えることを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  6. 前記各弾性保持部材において、長さの違いによって弾性保持部材の設置本数を違えることを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  7. 前記各弾性保持部材において、長さの違いによって弾性保持部材の取付角度を違えることを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  8. 前記各弾性保持部材において、長い弾性保持部材の線膨張係数を短い弾性保持部材の線膨張係数より小さく設定することを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  9. 短い弾性保持部材を取り付ける部位に、該弾性保持部材の長手方向に撓む可撓部を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の対物レンズ駆動装置。
  10. 前記レンズ保持部材における長い弾性保持部材の取付位置の下方でかつ短い弾性保持部材の延長線上の部位に、前記光ビームの光路を設定することを特徴とする請求項1記載の対物レンズ駆動装置。
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